FtsH (HflB) 是一种选择性作用于 SecY 和某些其他膜蛋白的 ATP 依赖性蛋白酶

FtsH 蛋白是大肠杆菌（Escherichia coli）的一种膜结合 ATPase，此前被认为参与膜蛋白组装以及某些不稳定蛋白的降解。SecY 是蛋白质转位酶的一个亚基，当其未能与其伴侣（SecE 蛋白）结合时，在体内会以 FtsH 依赖的方式被降解。我们构建了一系列突变体，在 FtsH 的两个 ATP 结合共有序列或锌结合序列的保守残基中引入了突变。利用连接在其羧基末端的多聚组氨酸标签，我们纯化了野生型和突变型 FtsH 蛋白。体外互补分析和 ATPase 活性测定表明，在这两组 ATP 结合序列基序中，位于 C 端的一组（A1）对 FtsH 的 ATPase 活性和体内功能至关重要。野生型 FtsH 蛋白在体外以依赖 ATP 水解的方式降解纯化的 SecY。缺乏 ATPase 活性的突变蛋白在蛋白水解中无活性。锌结合基序突变体显示出蛋白水解活性降低。只要 FtsH 具有使 ATPase 失活的突变，SecY 和 FtsH 在膜中便可以相互交联。这些结果表明，FtsH 能够结合并降解 SecY，其 A1 基序和锌结合基序对蛋白水解活性非常重要。在粗制膜提取物中也证实了 SecY 发生 FtsH 依赖性蛋白水解，而大多数其他膜蛋白未被降解，表明 FtsH 在蛋白质降解中具有高度选择性。